Синтез на робастно управление на интелигентни структури
Свали пълния текст на книгата тук…
Книгата в Националния регистър на издадените книги…
“Синтез на робастно управление на интелигентни структури”
Монографичен труд
Първо издание
София, 2014
Автор: Даниела Ганчева Маринова
Печатно издание: ISBN 978-619-7209-03-7
Електронно издание: ISBN 978-619-7209-04-4
–
ВЪВЕДЕНИЕ 0 006
1. Преглед на състоянието на проблематиката 14
1.1. Интелигентни структури и пиезоелектрици 14
1.2. Управление на структури 20
1.3. Уводни бележки 32
1.3.1. Системи с управление: Основни дефиниции и концепции 32
1.3.2. Основни стъпки при синтез на управление 38
2. Линейни динамични системи 40
2.1. Линеаризация 40
2.2. Общи свойства на линейни системи 42
2.2.1. Решение и предавателни матрици 42
2.2.2. Устойчивост 44
2.2.3. Честотна реакция 44
2.3. Управляемост 46
2.3.1. Предавателни функции и канонична форма на управлението 46
2.3.2. Условия за управляемост 47
2.4. Наблюдаемост 50
2.5. Представяне на предавателни матрици в пространството на състоянията 53
2.6. Уравнения на Ляпунов 56
2.7. Линейни динамични системи със стохастични входни сигнали 57
2.7.1. Гаусови случайни процеси 57
2.7.2. Решения на линейни диференциални уравнения с бял шум за
входен сигнал 59
3. Основни свойства на многомерни системи с обратна връзка 62
3.1. Управление с обратна връзка по състоянията 63
3.2. Оценка на вектора на състоянията 67
3.2.1. Наблюдател на Луенбергер и управления с наблюдател 67
3.2.2. Редуциран наблюдател 68
3.3. Общи системи с обратна връзка 70
3.3.1. Структура 70
3.3.2. Основни преносни функции 72
3.3.3. Обратна връзка по състояния с интегрално управление 74
3.3.4. Вътрешна устойчивост 76
3.3.5. Спецификации за системи с обратна връзка 79
4. Н2 оптимално управление 82
4.1. Линейно квадратично управление 83
4.1.1. Синтез на управление чрез минимизация на целева функция 83
4.1.2. Алгебрично уравнение на Рикати 86
4.2. Характеризиране на Н2 оптималните управления 88
4.2.1. Формулиране на задачата и основна теорема 88
4.2.2. Обратна връзка по състояние 91
4.2.3. Основна теорема 92
4.3. Филтър на Калман-Буси 95
4.4. ЛКГ управление 98
4.4.1. ЛКГ управлението като частен случай на Н2 управлението 98
4.4.2. Оценка на входната матрица за връщане на разлика 99
4.4.3. Полюси на системи с ЛК обратна връзка и възстановяване на
преноса във веригата 100
4.5. ЛКГ управление за интелигентни структури 102
4.5.1. Оптимален наблюдател и синтез на ЛКГ управление за
интелигентни строителни структури 102
4.5.2. Н2 управление на високи сгради 105
4.5.3. Оптимално управление на сгради при сеизмична активност 112
4.5.4. ЛКГ и полуактивно управление на комплекс от сгради 118
4.5.5. Н2 управление на вибрираща интелигентна греда 124
4.5.6. Н2 управление за композитни плочи 128
4.6 Други задачи 133
4.6.1. Задачи за оптимално управление 133
4.6.2. Системи описани с частни диференциални уравнения –
закрепена греда 134
5. Н? оптимално управление – Рикати подход 138
5.1. Формулиране на общата Н? задача 138
5.2. Н? субоптимално управление в по метода на Рикати 139
5.2.1. Основна теорема за обратна връзка по изходи 139
5.2.2. Устойчивост 143
5.3. Н? управление с пълна информация 144
5.3.1. Смесени Ханкел-Тоеплитц оператори 144
5.3.2. Теорема за пълната информация 147
5.4. Теорема за обратна връзка по изход 147
5.5. Обща Н? задача: скалиране и отместване на веригата 149
5.6. Синтез на смесена чувствителност 153
6. Н? оптимално управление – ЛМН подход и приложения 156
6.1. Характеризиране на Н? субоптималните управления чрез ЛМН 156
6.1.1. Гранична лема 156
6.1.2. Неизпъкнало характеризиране на Н? субоптималните управления 157
6.1.3. Изпъкнало характеризиране на Н? субоптималните управления 159
6.2. Свойства на Н? субоптималните управления 161
6.2.1. Връзка между подходите на Рикати и ЛМН 161
6.2.2. Ограничение в поведението 162
6.3. Н? синтез с ограничение за разполагането на полюсите 163
6.3.1. ЛМН области 163
6.3.2. Синтез на D – устойчиви Н? оптимални управления 165
6.4. Решаване на ЛМН в пакета MATLAB 167
6.5. Активно погасяване на колебания на високи съоръжения 169
6.5.1. Предварителни бележки 169
6.5.2. Постановка на задачата 170
6.5.3. Решение на задачата за Н? управление 172
6.5.4. Решение на задачата за робастно Н? управление 173
6.5.5. Алгоритъм за оптимизиране 176
6.5.6. Числени резултати 177
7. Неопределеност на система 178
7.1. Моделиране на неопределеност 178
7.2. Неструктурирани неопределености 180
7.3. Структурирани неопределености 181
7.3.1. Структурирани неопределености в пространството на състоянията 181
7.3.2. Параметрични неопределености за преносни функции 184
7.3.3. Общ подход за неопределеност 185
8. Синтез на робастно управление 188
8.1. Теорема за малката константа 189
8.2. Робастна устойчивост при устойчиви неструктурирани
неопределености 190
8.2.1. Основни твърдения 190
8.2.2. Частни случаи 191
8.3. Структурирана сингулярна стойност ? 194
8.3.1. Основна идея и дефиниция 195
8.3.2. Основни свойства на структурната сингулярна стойност ? 196
8.3.3. Оценки за ? 197
8.4. Структурни робастна устойчивост и качество 198
8.4.1. Робастна устойчивост 198
8.4.2. Робастно качество 199
8.5. D-К итерация 201
8.6. Синтез на робастно управление за интелигентни структури 204
8.7. Намаляване ред на управлението 216
8.7.1. Балансирани реализации 216
8.7.2. Балансирана редукция 218
8.7.3. Управление от нисък ред за гъвкава структура 219
9. Робастно управление чрез D декомпозиция 226
9.1. Предварителни бележки 226
9.2. Синтез на управление от нисък ред по Н? критерий 228
9.3. D–декомпозиция за матрици 231
9.4. D–декомпозиция на ЛМН 231
9.4.1. Случай с един параметър 232
9.4.2. Случай с два и повече параметъра 233
9.4.3. ЛМН с неопределеност 234
9.4.4. Рандомизирани алгоритми за синтез с D –декомпозиция 237
Литература 240